東華理工大學電力監控系統的設計與應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：用戶側配電系統的智能化、精細化、無人值守是當下配電管理的必然趨勢。針對用戶側的配電進線回路，設計安裝智能儀表，再通過后臺系統來實時監測各用能回路的工作狀態；并記錄各個回路的電力參數。通過實時監控用能以及相關電力參數、提高用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現了配電系統監控的無人值守。通過用能的實時監測，數據的采集及存儲，明確用戶的電能使用水平以及配電系統的運行狀態，為用戶節約電力維護成本、學院的管理提供數據依據，后期亦可根據對配電系統的運行數據的分析制定相應的配電系統維護方案。現就南昌東華理工大學項目中使用的ACREL-2000電力監控系統做一簡要介紹。

關鍵詞：電力監控； 無人值守； 配電維護 

1 項目概述及建設目標

  南昌東華理工大學項目在一次系統的設計上已經很好的保證了學院供電可靠性，但是還需要對供電系統進行實時的監控以及用電管理，這樣才能對供電系統可能存在的安全隱患和重要設備運行狀況有清楚、及時的了解，同時指導各用電設備合理高效用電打下堅實的基礎。配電系統運行維護人員對供配電系統要求有以下幾點：

  1提高供電系統的安全可靠性并長期保持，確保重要場所供電的連續性； 

  2)實時掌握供電系統運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障； 

  3)對各部門、各區域用電情況及時掌握，并能給出指導性意見 ； 

  4)提高供配電系統自動化和運行效率，節省人力. 

2 電力監控系統的設計

  在監控管理系統的設計中，充分考慮了學院自身特性，以及用電系統的實際結構、電力系統的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇管理設備，這既有利于減少系統運作的成本，同時也有利于系統功能的實現，自動化電力監控軟件需要簡單易操作且符合相關規范標準。

2.1 電力監控設備的選擇

  對供電安全可靠性要求包括對供電系統實時的了解、對故障快速的反應和對意外停電能在短時間內恢復供電，因此需要對10kV配電回路配置微機保護裝置，實時監控10kV回路的運行狀況，并且在40ms內對發生的異常情況或者嚴重故障做出快速反應，通過聲光告警信號或直接切除嚴重故障點，避免事故發生和已發生的事故范圍擴大；通過I/O模塊以及變壓器溫控器記錄所有斷路器、變壓器、設備的運行狀況，比如開關開斷次數統計、變壓器溫度等等設備信息，建立設備維護維修檔案，避免因為設備故障導致意外停電；通過多功能計量表計，實時記錄各用電設備用電信息；通過無功補償控制器，實時監控供配電系統功率因數，當系統功率因數降低時通過自動投電容器來進行就地無功補償。

2.2 電力監控系統網絡構成

  系統采用分層、分布式系統結構，縱向分為三層：監控層、通訊網絡層和現場控制層。系統使用高可靠性工業控制計算機及軟、硬件系統，高性能的現場總線技術及網絡通信技術，整個系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。

  監控層包括工程師站和遠動通信站，包含監控計算機、網絡交換機、打印機、UPS以及Acrel-2000電力監控軟件，其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數據傳輸協議讀取通訊管理機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

  通訊網絡層包括通訊管理機、網絡交換機等設備，網絡結構如下圖所示：

2.3 主要設計參考標準

GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保護裝置通用技術要求》

DL/T 5430-2009 《無人值班變電站遠方監控中心設計技術規程》

GB/T 50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》

《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》

DL 448-91 《電能計量裝置管理規程》

ISO/IEC11801 《綜合布線標準》

2.4 電力監控系統軟件功能設計

  系統依據客戶實際需求進行設計，并實現了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打印；系統負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。

3 系統功能

  上位機軟件采用ACREL-2000電力監控系統，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及電力監控的功能。

3.1 功能特點

  ACREL-2000電力監控系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統具有人機界面友好，顯示數據直觀，方便用戶查閱。

3.2 軟件功能：

3.2.1運行系統

  軟件的界面可以根據項目的特點和客戶的要求來設計。初始界面為“登錄界面”，客戶需通過用戶名，輸入相應密碼，方能進入本系統。界面如圖2所示。

圖2登陸界面

3.2.2通訊示意圖

  通訊示意圖為拓撲圖，顯示系統與儀表的通訊是否正常。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統各個監控點位的運行狀態。界面如圖3所示。